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畢業(yè)設計(論文)開題報告
設計(論文)題目:貨車變速器設計與三維零件設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級:
學 生 姓 名:
導 師 姓 名:
開 題 時 間:
指導委員會審查意見:
簽字: 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義;
2. 文獻綜述(課題研究現狀及分析);
3. 基本內容、擬解決的主要問題;
4. 技術路線或研究方法;
5. 進度安排;
6. 主要參考文獻。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數應在4000字以上,文字要精練通順,條理分明,文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名
王文龍
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛B07-3班
指導教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
貨車變速器設計與三維零件設計
一、課題研究現狀、選題目的和意義
研究現狀:
汽車變速器,是一套用于協調發(fā)動機的轉速和車輪的實際行駛速度的變速裝置。變速器通過改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速,使汽車在原地起步、爬坡、轉彎、加速等各種行駛工況下獲得不同的牽引力和速度,同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作。變速器設有空擋,可在起動發(fā)動機、汽車滑行或停車時使發(fā)動機的動力停止向驅動輪傳輸。變速器設有倒擋,使汽車獲得倒退行駛能力。而在需要時,變速器還有動力輸出功能。
由于汽車上廣泛采用活塞式內燃機,其轉矩和轉速變化范圍較小,而復雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內變化,為此在傳動系中設置了變速器。1886年,世界上誕生的第一輛汽車并未安裝變速器,直到1894年才由法國人造出了第一部裝有變速器的汽車。至今,汽車變速器已經經過了一百多年的發(fā)展。使用最早的是手動變速器,國內最早的東風解放全是手動變速器。即使在目前,絕大多數汽車仍采用機械式變速器、分動器、主減速器,構成整車的傳動系,其結構簡單、操縱方便、造價低廉仍不失為汽車傳動系中常用的主要總成。
傳統的變速器利用不同的齒輪搭配實現了換擋的目的,而齒輪搭配的變換就只有靠腳踩離合手拉擋桿來實現。而為實現輕松換擋,取消離合腳踏和手動掛擋的AT(Automatic Transmission)變速器出現了,它主要利用液力變扭器配合傳統機械齒輪箱實現換擋功能。早在1904年,波士頓的斯圖凡德兄弟就發(fā)明了第一個自動變速器。而自20世紀40年代起,人們便不遣余力地發(fā)展自動變速器,直到1940年英國通用汽車公司在奧茲莫比爾汽車上裝上了第一臺現代意義上的自動變速器,由液力耦合器和行星齒輪機構組成的全自動變速器,有四個檔位。近些年來,自動變速器得到了迅速的發(fā)展,其優(yōu)越的駕駛性能和方便的操作規(guī)程受到了人們的青睞,但其高昂的制造成本和復雜的結構導致的高維修費用,也讓很多人望而卻步。所以,機械式手動汽車變速器因其結構簡單,傳動效率高,制造成本低和工作可靠等優(yōu)點,在不同形式的汽車上仍得到廣泛的應用。而且機械式手動變速器在今后相當長的時間里,依然會在我國輕中型貨車傳動系統中占據主導地位。
CAD/CAM/CAE技術的發(fā)展帶動了汽車產業(yè)的發(fā)展,且對變速器的設計起著重要的作用。美國的CAD技術一直處于領先地位,其主要目標就是建立完善的CAD/CAM集成系統。美國汽車工業(yè)最早應用了CAD系統。美國通用汽車公司、福特汽車公司等都已廣泛應用CAD技術。他們將結構、強度、剛度等計算、三維實體造型應用于汽車的設計開發(fā)中,將CAD、CAPP、CAM、CAE集成,使生產效率提高,產品質量得到保證,市場響應速度提高,從而大大地提高了他們的競爭力,為他們帶來了巨大的經濟效益。與國外相比,我國的汽車工業(yè)在CAD/CAM的應用方面起步較晚,約在20世紀70年代中期,發(fā)展比較慢,最早用于航空工業(yè)。后來國家對其進行重點投資,加強了Pro/E等軟件的引進力度,使其在國內迅速發(fā)展,如今已在機械、汽車等產業(yè)進入了實用階段。
Pro/E操作軟件是美國參數技術公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/E軟件以參數化著稱,是參數化技術的最早應用者,在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位,Pro/E作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一,特別是在國內產品設計領域占據重要位置。
Pro/E為汽車變速器的設計提供了一個全新的平臺。它的幾何建模功能可以為設計者在變速器設計時,描述出其基本幾何零件的虛擬實體及各零部件之間的關系,以便為用戶提供所設計的變速器的幾何形狀、大小、進行零件的結構設計以及零部件的配備。除此之外,Pro/E不但大大的縮短了變速器的設計周期,還降低了其開發(fā)成本。
目的:
使學生學會如何查閱文獻資料和相關書籍,善于運用網絡資源,并通過所學的知識對汽車變速器進行設計。從而深度了解汽車變速器的功能、原理、結構及其設計方法。通過Pro/E軟件平臺,對變速器進行輔助設計,并進行虛擬裝配,使學生能夠熟練的掌握Pro/E的使用。利用CAD繪制裝配圖,使學生掌握工程圖繪制的能力。對于車輛工程專業(yè)的本科學生,通過本次畢業(yè)設計可以充分復習所學知識,并能提高計算機及軟件使用水平,為以后的工作打下堅實基礎。
意義:
變速器是汽車的重要部件之一,主要實現汽車在行進過程中變速及倒車功能。它由幾十個零件組成,零件之間的裝配關系相當復雜。因此變速箱的設計需要較長的時間和反復的實驗。為了縮短設計周期和降低開發(fā)成本,基于虛擬樣機技術,在Pro/E軟件平臺上實現變速器的輔助設計與虛擬裝配是現代制造技術的必要手段。使產品的設計階段以較少的時間和精力進行虛擬裝配,并以此得到了可靠的裝配檢驗結果,減少虛擬樣機的的建模時間,增加模型可信度,提高產品質量,加快產品上市時間。
二、設計(論文)的基本內容、擬解決的主要問題
基本內容:
(1)研究汽車機械變速器傳動機構的組成、結構與設計,了解變速器的基本原理和功能作用,以及變速器設計的基本要求。根據所要設計的變速器,確定變速器傳動機構的布置方案,對整體結構方案要有清晰的認識,并完成開題報告。
(2)計算變速器傳動機構部件的尺寸參數,確定變速器的擋數、傳動比范圍、中心距、外形尺寸、齒輪參數以及各擋齒輪齒數的分配等主要參數,并對其進行驗證。
(3)在Pro/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型,運用Pro/E的建模功能,將汽車變速器的各個零部件分別繪制出模型。
(4)進行三維零件的虛擬裝配,運用Pro/E的模擬裝配功能,利用汽車變速器部件的鏈接關系,將變速器的各零部件進行虛擬裝配。
(5)利用CAD軟件進行裝配結構設計。
出現問題:
(1)變速器傳動機構布置方案的選擇,變速器有兩軸式變速器和中間軸式變速器,在設計時,需根據汽車的需要選擇適當的布置形式。
(2)變速器擋數的選擇,變速器的擋數可在3~20個擋位范圍內變化,需根據汽車的需要來選擇適當的擋數。
解決問題:
(1)兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅動汽車上,多為轎車使用。而中間軸式變速器多用于前置后輪驅動汽車和發(fā)動機后置后輪驅動的客車上。我所設計的為貨車汽車變速器,所以我在變速器傳動機構布置方案中,我選擇用中間軸式變速器。
(2)目前乘用車一般用4~5個擋位的變速器。發(fā)動機排量大的乘用車變速器多用5個擋。商用車變速器采用4~5個擋或多擋。載質量在2.0~3.5T的貨車采用五擋變速器,載質量在4.0~8.0T的貨車采用六擋變速器。由于所設計的汽車類型為貨車,所以在擋數選擇中,我選用五擋。
三、技術路線(研究方法)查閱相關文獻,完成開題報告
變速器傳動機構方案的選擇
變速器參數的確定
校核計算
同步器的設計
采用中間軸式變速器
全同步器換擋
擋數和傳動比范圍
外形尺寸
齒輪參數
齒輪彎曲強度校核
齒輪接觸強度校核
軸的強度和剛度校核
采用鎖環(huán)式同步器
同步器參數的設計
Pro/E建模、裝配并繪制CAD裝配圖
四、進度安排
(1)調研、資料收集、完成開題報告 第1、2周(2月28日~3月13日)
(2) 計算變速器傳動機構部件的相關尺寸參數與選擇相關部件型號,并進行驗證 第3、4、5周(3月14日~ 4月3日)
(3) 在PRO/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型 第6、7、8周(4月4日~4月24日)
(4)利用部件的鏈接關系建立部件之間的裝配 第9、10、11周(4月25日~5月15日)
(5)裝配圖繪制 第12、13周(5月16日~ 5月30日)
(6)設計1.5萬字說明書一份,零件圖一套(包括PRO/E零件圖)第14周(5月31日~6月5日)
(7)畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周(6月6日~6月19日)
(8)畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周(6月20日~6月25日)
五、參考文獻
[1] 王望予 主編. 《汽車設計》. 機械工業(yè)出版社,2000.
[2] 徐安、陳德陽 主編.《汽車底盤》. 機械工業(yè)出版社,2005.
[3] 臧杰、閻巖 主編. 《汽車構造》. 機械工業(yè)出版社,2005.
[4] 伊萬建 主編. 《汽車機械基礎》. 中央廣播電視大學出版社,2005.
[5] 張金柱、韓玉敏、石美玉 主編. 《汽車工程專業(yè)英語》. 化學工業(yè)出版社,2005.
[6] 劉極風 主編. 《計算機輔助設計與制造》. 高等教育出版社,2004.
[7] 林清安 主編. 《完全精通Pro/ENGINEER零件設計基礎熱門》. 電子工業(yè)出版社,2010.
[8] Chun Shuxun,Ye Shanghui A Guide-weight criterion method for the optimal design of antenna structures[J]Engineering Optimization.1986,10(3),199~216
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[10] 吳宗澤、羅圣國 主編. 《機械設計課程設計手冊》. 高等教育出版社,2006.
[11] 陳家瑞 主編. 《汽車構造》. 機械工業(yè)出本社,2004.
[12] 羅錦陵、宋美娟、周宏湖 主編. 《汽車配件實用手冊》. 上海交通大學出版社,1997.
[13] 劉惟信 主編. 《汽車設計》. 清華大學出版社,2001.
[14] 吳文琳 主編. 《圖解汽車底盤構造手冊》. 化學工業(yè)出版社,2007.
[15] 張洪欣 主編. 《汽車設計》. 機械工業(yè)出版社,1981.
六、備注
指導教師意見:
簽字: 年 月 日